羧基化多壁碳纳米管增强尼龙66复合材料的制备与表征

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碳纳米管(CNTs)是化学和材料领域最伟大的发明之一,大量的研究表明碳纳米管具有极高的轴向模量,优异的导热、耐高温、光、电等物理性能,被认为是当前最理想的聚合物多功能填料。然而CNTs与聚合物的混容性比较差,制约着CNTs在聚合物增强材料方面的应用,因此利用功能化碳纳米管表面上所具有的功能性基团如羧基(-COOH)、羟基(-OH)等来提高CNTs与高聚物之间的相互作用力,这无疑会大幅度地提高复合材料的物理力学、热学等性能。   本文采用熔融共混法,在PA66中分别加入不同质量百分含量的羧基化碳纳米管(CMWNTs),制成CMWNTs/PA66复合纤维。采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)和热机械性能分析仪(DMA)对复合纤维的结晶及热学性能进行了分析,用场发射扫描电镜(FESEM)对其表面形貌进行了表征。结果表明,加入了CMWNTs以后,CMWNTs/PA66复合纤维的熔点随着CMWNTs含量的变化基本不变,但是结晶度逐渐降低,结晶温度逐渐升高,CMWNTs对于晶型没有影响,同时使得复合纤维的开始分解温度和最大失重率时的温度略有升高。纤维的储能模量明显增大,玻璃化转变温度有所提高。纤维的断裂强度和初始模量明显增加,但是断裂伸长率降低。CMWNTs在CMWNTs/PA66复合纤维中分布均匀,且沿着纤维的轴向呈束状分布。   本文采用溶液共混法,将不同质量百分含量的CMWNTs加入PA66中,制得CMWNTs/PA66复合材料。采用DSC、TG、XRD、偏光显微镜(POM)和DMA等测试手段对复合材料的结晶及热性能进行了分析,用FESEM对其表面形貌进行了表征。结果表明,加入了CMWNTS以后,CMWNTs/PA66复合材料的熔点随着CMWNTs含量的变化基本不变,但是结晶度略有增大,结晶温度逐渐升高;同时使得复合材料的开始分解温度和最大分解温度略有升高。CMWNTs对于品型没有影响,偏光显微镜观测发现CMWNTs使得品粒尺寸减小。复合材料的储能模量明显增大,玻璃化转变温度略有升高。CMWNTs在CMWNTs/PA66复合材料中分布均匀。
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